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金乌贼（Sepia esculenta）繁殖行为及交配模式的分子鉴定

作　者: 韩松
导　师: 郑小东；李琪
学　校: 中国海洋大学
专　业: 动物学
关键词: 金乌贼 繁殖行为 精子超微结构 微卫星DNA 遗传多样性 交配模式
分类号: S917.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要


头足类是一类重要的海洋经济动物,资源蕴含量极为丰富,其产量在世界海洋渔获量中所占的比重逐年上升。繁殖期占据了头足类生命周期的大部分,但是绝大部分物种的繁殖交配模式并不是很明确。金乌贼(Sepia esculenta)是我国北方重要经济种类,本文通过室内培育和观察、电镜技术、微卫星DNA分子标记等手段对其繁殖行为、受精生物学,遗传多样性以及繁殖模式等方面进行了研究,旨在为头足类增养殖,种质保护,遗传育种等多个方面提供理论支撑。主要研究结果如下：金乌贼繁殖行为观察：自2008年5月至2009年6月,于山东青岛海域(35°N,119°E)分别捕获成体,进行室内繁育,观察和数码采集了金乌贼争斗行为(雄性通过体色变幻,腕的展示起到警示作用甚至升级为身体碰撞)、求偶行为(雄性表现为体色,腕的展示,用腕触碰雌性腕基部和两眼之间)、交配行为(头对头交配)等。雄性成体在交配行为结束后不久死亡,雌性产卵结束后相继死亡,未发现成体有护卵行为。经过25-35d孵化,幼体破膜而出,幼体外形与成体类似。金乌贼受精生物学研究：利用光镜、扫描和透射电镜技术对活体金乌贼的精子和冷冻后精子的超微结构进行了观察和比较。结果表明：金乌贼精子是一种鞭毛型精子,头部和中部结合在一起,后面是细长的鞭毛；头部长度约为8-10μm,尾部鞭毛长度为35-60μm,周身被一层质膜所包裹。精子类型是一种介于蛸类和枪乌贼类的一种过渡型精子。顶体钝圆,顶体腔内含“棒”状和“盘”状物,还有泡状结构。细胞核呈长纺锤状,中部有大小不一,多层分布的9-12个线粒体为尾部摆动提供能量。尾部是粗纤维和轴丝形成的典型“9+9+2”结构。冷冻后的精子超微结构发生了不可逆的损伤,主要集中在膜结构的损伤,质膜凹陷,脱落。顶体涨破,内容物流出,细胞核与核膜解离,线粒体内双层膜脱落,尾部轴丝断裂。金乌贼三世代群体遗传多样性比较：采用8个微卫星DNA标记,对2008-2010年三世代金乌贼群体(QD (2008), QD (2009), QD (2010) 133个个体进行了遗传多样性分析,平均等位基因数目分别为12(2008年)、15(2009年)、12.75(2010年)。检测了2008年金乌贼群体(QD(2008))21个个体96等位基因,杂合度观测值H0=0.429-0.905,平均值为0.667；期望杂合度HE=0.664-0.926,平均值为0.878；2009年金乌贼群体(QD(2009))52个个体127个等位基因,H0=0.135-0.922,平均值为0.671；HE=0.569-0.958,平均值为0.868。QD(2010)60个个体102个等位基因,H0=0.050-0.950,平均值为0.722；HE=0.464-0.935,平均值0.816,均体现出较高的多态性水平。2008-2009两年内捕获的成体雌雄比例分别是：5:16(QD(2008))；4:18(QD(2009)),群体可能面临着雌雄比例失调问题。三个群体8个位点的Fis绝大部分大于0,存在杂合子缺失现象。金乌贼繁殖模式研究：2009年5-7月青岛海域采捕活体金乌贼成体22只,室内繁育,根据形态学判别参与受精产卵雌性有2只(F8,F18),雄性18只。随即选取了87只幼体作为子代,利用8个微卫星DNA位点进行亲子关系的分析。结果表明：F8个体是42只幼体的母本,而剩余45只的母本是F18,由F8产卵孵化的幼体潜在的父本是M4和M5,由F18产卵孵化的幼体潜在的父本是M12和M13。每一个雌性可能至少存在2个潜在雄性与之交配受精。同时,对雌体纳精囊处交配后留下的精荚中的精子进行了微卫星DNA标记检测,也发现存在至少2个雄性参与交配行为。分析结果显示金乌贼交配模式存在一雌多雄关系。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-14
第一章 文献综述  14-24
  第一节 头足类繁殖行为学  15-21
  第二节 头足类繁殖模式研究现状  21-22
  第三节 微卫星分子标记在繁殖行为学的应用  22-23
  第四节 本文研究目的及展望  23-24
第二章 金乌贼繁殖行为学研究  24-32
  第一节 前言  24
  第二节 材料和方法  24-26
    2.1 采集亲体  24
    2.2 室内暂养促熟  24-25
    2.3 室内投放附着基和交配产卵  25
    2.4 卵群孵化  25
    2.5 幼体培养  25
    2.6 数码采集  25-26
  第三节 结果  26-27
    3.1 求偶行为  26
    3.2 争斗行为  26
    3.3 交配行为  26
    3.4 产卵行为  26-27
  第四节 讨论  27-32
    4.1 附着基对于金乌贼产卵的影响  27
    4.2 饵料对金乌贼成体繁殖力和金乌贼幼体生长的影响  27
    4.3 温度,盐度对金乌贼幼体生长的影响  27-28
    4.4 金乌贼与其他头足类繁殖行为的异同  28-32
第三章 金乌贼精子超微结构和超低温冷冻损伤电镜观察  32-43
  第一节 前言  32-33
  第二节 材料与方法  33-34
    2.1 扫描电镜  33
    2.2 透射电镜  33-34
  第三节 结果  34-36
    3.1 精荚的结构  34
    3.2 金乌贼精子外部形态和超微结构  34-35
    3.3 金乌贼精子超低温冷冻后的外部形态和超微结构  35-36
  第四节 讨论  36-43
    4.1 精荚形成及存在的意义  36
    4.2 顶体形态  36-37
    4.3 精核形态  37
    4.4 线粒体数目和排列形态  37-38
    4.5 内含物  38-39
    4.6 冷冻损伤机理和冷冻保存方法  39-43
第四章 金乌贼三世代种群的遗传多样性比较  43-54
  第一节 前言  43-44
  第二节 材料与方法  44-47
    2.1 样品采集  44
    2.2 DNA提取  44-45
    2.3 PCR反应体系  45-46
    2.4 聚丙烯凝胶酰胺电泳  46
    2.5 数据处理  46-47
  第三节 结果  47-51
    3.1 形态学测量  47
    3.2 DNA和PCR扩增产物检测  47-48
    3.3 数据分析  48-49
    3.4 三世代金乌贼群体数据比较  49-51
  第四节 讨论  51-54
    4.1 遗传多样性比较  51-52
    4.2 金乌贼种群遗传结构分析  52
    4.3 影响金乌贼种群遗传结构变动的因素  52-54
第五章 金乌贼交配模式的分子鉴定  54-62
  第一节 前言  54-55
  第二节 材料方法  55-57
    2.1 样品采集  55-56
    2.2 DNA提取  56
    2.3 PCR反应体系和引物  56
    2.4 聚丙烯凝胶酰胺电泳  56
    2.5 数据处理  56-57
  第三节 结果  57-60
    3.1 亲子关系鉴定  57-59
    3.2 精子DNA微卫星分析  59-60
  第四节 讨论  60-62
    4.1 金乌贼繁殖模式  60-61
    4.2 精子竞争行为  61
    4.3 雌性选择行为  61
    4.4 繁殖模式对遗传多样性的影响  61-62
参考文献  62-69
致谢  69-70
硕士期间已发表和整理的文章及个人简历  70

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